(57)【要約】【課題】  基板の表面に沿った方向に対する被膜の厚さを均一に形成することが容易にできるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】  基板１のサイズを指示されると、高密度プラズマ領域の径サイズＤｐと、高密度プラズマ領域の中心とプラズマ拡散領域の下部との間の高さＨとの関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲のマップを読み出し、内圧及びアンテナ１１６からの電磁波の周波数に基づいて、高密度プラズマ領域の中心と真空チャンバ１１１の内部上面との間の高さＨｐ及び前記Ｄｐの値を求め、内圧及び基板１の自己バイアス電位の大きさに基づいて、プラズマ拡散領域の下部と支持台１１３の上面との間の高さＨｓを求め、上記Ｄｐ，上記Ｈｐ，上記Ｈｓの値に基づいて、前記マップから均一スパッタエッチング可能範囲となる前記Ｈの値を求めたら、上記Ｈの値となるように昇降装置１２１を制御する。【選択図】        図４
2006237479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をなす真空チャンバと、
前記真空チャンバに連結された排気手段と、
前記真空チャンバ内に配設されて基板を支持する支持台と、
前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて主原料ガスを送給する主供給ノズルと、
前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて副原料ガス及び希ガスを送給する副供給ノズルと、
前記真空チャンバの上部に当該真空チャンバと同軸をなすように配設されたリング状をなす高周波アンテナと、
前記高周波アンテナに接続されて当該高周波アンテナから電磁波を出力させるアンテナ用給電手段と、
前記支持台内に配設されたバイアス電極板と、
前記バイアス電極板に接続されて前記基板に自己バイアス電位を生じさせる高周波バイアス給電手段と
を備えているプラズマ処理装置であって、
前記支持台を昇降させる昇降手段を備えると共に、
前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、
上記基板のサイズに対応して記憶している、前記高周波アンテナに沿って生成するリング状の高密度プラズマ領域の外径と内径との間の中心の径サイズＤｐと、当該高密度プラズマ領域の当該中心と前記真空チャンバ内のプラズマ拡散領域の下部との間の高さＨとの関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲を表わす均一スパッタエッチングマップを読み出し、
これと併せて、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前記高密度プラズマ領域の前記中心と前記真空チャンバの内部上面との間の高さＨｐを求めると共に、前記Ｄｐの値を求める一方、前記真空チャンバの内圧及び前記基板に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記プラズマ拡散領域の下部と前記支持台の上面との間の高さＨｓを求めた後、
上記Ｄｐ，上記Ｈｐ，上記Ｈｓの値に基づいて、読み出した前記マップから均一スパッタエッチング可能範囲となる前記Ｈの値を求めたら、
上記Ｈの値となるように、前記昇降手段を制御して前記支持台を昇降させる
制御手段を備えている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離を変更させるように当該主供給ノズルを調整する主供給ノズル調整手段をさらに備えると共に、
前記制御手段が、
前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、
上記基板のサイズに対応して記憶している、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離Ｄｎと、当該主供給ノズルの軸心と前記支持台の上面との間の高さＨｎとの関係に基づく均一堆積可能範囲を表わす均一堆積マップをさらに読み出し、
前記Ｄｐ，前記Ｈｐ，前記Ｈｓの値に基づいて、読み出した前記均一堆積マップの均一堆積可能範囲と前記均一スパッタエッチングマップの均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、前記Ｈ及び前記Ｈｎの値を求めると共に、前記Ｄｎの値を求めたら、
上記Ｄｎの値となるように、前記主供給ノズル調整手段を制御して前記主供給ノズルを調整する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
円筒状をなす真空チャンバと、
前記真空チャンバに連結された排気手段と、
前記真空チャンバ内に配設されて基板を支持する支持台と、
前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて主原料ガスを送給する主供給ノズルと、
前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて副原料ガス及び希ガスを送給する副供給ノズルと、
前記真空チャンバの上部に当該真空チャンバと同軸をなすように配設されたリング状をなす高周波アンテナと、
前記高周波アンテナに接続されて当該高周波アンテナから電磁波を出力させるアンテナ用給電手段と、
前記支持台内に配設されたバイアス電極板と、
前記バイアス電極板に接続されて前記基板に自己バイアス電位を生じさせる高周波バイアス給電手段と
を備えているプラズマ処理装置であって、
前記高周波アンテナが、径サイズの異なる複数のものからなると共に、
前記アンテナ用給電手段が、前記高周波アンテナのうちの選択したもののみに給電できるものであり、
前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、
上記基板のサイズに対応して記憶している、前記高周波アンテナに沿って生成するリング状の高密度プラズマ領域の外径と内径との間の中心の径サイズＤｐと、当該高密度プラズマ領域の当該中心と前記真空チャンバ内のプラズマ拡散領域の下部との間の高さＨとの関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲を表わす均一スパッタエッチングマップを読み出し、
これと併せて、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前記高密度プラズマ領域の前記中心と前記真空チャンバの内部上面との間の高さＨｐを求めると共に、前記真空チャンバの内圧及び前記基板に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記プラズマ拡散領域の下部と前記支持台の上面との間の高さＨｓを求めることにより、前記Ｈの値を求め、
上記Ｈの値に基づいて、読み出した前記マップから均一スパッタエッチング可能範囲となる前記Ｄｐの値を求めた後、
上記Ｄｐの値から、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、使用する前記高周波アンテナの径サイズＤａを求めたら、
上記Ｄａの値に基づいて、使用する前記高周波アンテナを選定し、選定した当該高周波アンテナのみに給電するように前記アンテナ用給電手段を制御する
制御手段を備えている
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離を変更させるように当該主供給ノズルを調整する主供給ノズル調整手段をさらに備えると共に、
前記制御手段が、
前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、
上記基板のサイズに対応して記憶している、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離Ｄｎと、当該主供給ノズルの軸心と前記支持台の上面との間の高さＨｎとの関係に基づく均一堆積可能範囲を表わす均一堆積マップをさらに読み出し、
前記Ｈ，前記Ｈｎの値に基づいて、読み出した前記均一堆積マップの均一堆積可能範囲と前記均一スパッタエッチングマップの均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、前記Ｄｐ及び前記Ｄｎの値を求めたら、
上記Ｄｎの値となるように、前記主供給ノズル調整手段を制御して前記主供給ノズルを調整する
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを発生させて基板の表面に処理を施すプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマを発生させて基板の表面に処理を施す従来のプラズマ処理装置の一例を図８に示す。
【０００３】
図８に示すように、排気ポンプ１２を連結された円筒状をなす真空チャンバ１１の内部の床面上には、基板１を支持する円柱状の支持台１３が当該真空チャンバ１１と同軸をなすようにして配設されている。真空チャンバ１１の内部の前記支持台１３よりも上方には、当該真空チャンバ１１の軸心部分へ先端を向けてシラン（ＳｉＨ4）等の主原料ガス３を送給する主供給ノズル１４が当該真空チャンバ１１の周方向にわたって等間隔で複数取り付けられている。これら主供給ノズル１４の上方位置には、当該真空チャンバ１１の軸心部分へ先端を向けて酸素（Ｏ2）等の副原料ガス４やアルゴン等の希ガス５を送給する副供給ノズル１５が当該真空チャンバ１１の周方向にわたって等間隔で複数取り付けられている。
【０００４】
真空チャンバ１１の天井の上部には、渦巻き状に曲折されたリング状をなす高周波アンテナ１６が当該真空チャンバ１１と同軸をなすようにして複数配設されている。高周波アンテナ１６には、整合器１７ａを介して高周波電源１７が接続している。前記支持台１３の内部には、円板状をなすバイアス電極板１８が配設されている。バイアス電極板１８には、整合器１９ａを介して高周波バイアス電源（ＬＦ電源）１９が接続している。
【０００５】
このような従来のプラズマ処理装置１０において、例えば、半導体ウエハ上に形成されたアルミニウム配線を絶縁性の被膜（ＳｉＯ2）で包囲するような場合には、支持台１３上に基板（半導体ウエハ）１を設置し、排気ポンプ１２を作動して真空チャンバ１１内を所定値まで減圧し、前記高周波電源１７及び高周波バイアス電源１９を作動させると共に、前記供給ノズル１４，１５から前記ガス３〜５を供給すると、当該ガス３〜５は、前記高周波アンテナ１６からの電磁波によりプラズマ化すると共に、前記基板１に生じている自己バイアス電位により支持台１３の基板１上に引き込まれ、主原料ガス（ＳｉＨ4）３と副原料ガス（Ｏ2）４との反応生成物（ＳｉＯ2）が基板１上に堆積して被膜２を形成する一方、プラズマ化した希ガス５が、基板１のアルミニウム配線間上に突出堆積した被膜２をスパッタエッチングすることにより、基板１のアルミニウム配線間に空隙を生じさせることなく被膜２を形成させることができるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５８８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記基板１の表面に沿った方向に対して被膜２を均一な厚さで形成することは極めて重要である。このためには、基板１の表面に沿った方向に対して、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量で堆積させることと、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量でスパッタエッチングすることとを両立させる必要がある。しかしながら、前述したような従来のプラズマ処理装置１０においては、生成反応物を均一量でスパッタエッチングすることが極めて難しく、基板１の直径サイズが大型化するほど、困難さを増していた。
【０００８】
このようなことから、本発明は、基板の表面に沿った方向に対する被膜の厚さを均一に形成することが容易にできるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係るプラズマ処理装置は、円筒状をなす真空チャンバと、前記真空チャンバに連結された排気手段と、前記真空チャンバ内に配設されて基板を支持する支持台と、前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて主原料ガスを送給する主供給ノズルと、前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて副原料ガス及び希ガスを送給する副供給ノズルと、前記真空チャンバの上部に当該真空チャンバと同軸をなすように配設されたリング状をなす高周波アンテナと、前記高周波アンテナに接続されて当該高周波アンテナから電磁波を出力させるアンテナ用給電手段と、前記支持台内に配設されたバイアス電極板と、前記バイアス電極板に接続されて前記基板に自己バイアス電位を生じさせる高周波バイアス給電手段とを備えているプラズマ処理装置であって、前記支持台を昇降させる昇降手段を備えると共に、前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、上記基板のサイズに対応して記憶している、前記高周波アンテナに沿って生成するリング状の高密度プラズマ領域の外径と内径との間の中心の径サイズＤｐと、当該高密度プラズマ領域の当該中心と前記真空チャンバ内のプラズマ拡散領域の下部との間の高さＨとの関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲を表わす均一スパッタエッチングマップを読み出し、これと併せて、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前記高密度プラズマ領域の前記中心と前記真空チャンバの内部上面との間の高さＨｐを求めると共に、前記Ｄｐの値を求める一方、前記真空チャンバの内圧及び前記基板に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記プラズマ拡散領域の下部と前記支持台の上面との間の高さＨｓを求めた後、上記Ｄｐ，上記Ｈｐ，上記Ｈｓの値に基づいて、読み出した前記マップから均一スパッタエッチング可能範囲となる前記Ｈの値を求めたら、上記Ｈの値となるように、前記昇降手段を制御して前記支持台を昇降させる制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
第二番目の発明に係るプラズマ処理装置は、第一番目の発明において、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離を変更させるように当該主供給ノズルを調整する主供給ノズル調整手段をさらに備えると共に、前記制御手段が、前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、上記基板のサイズに対応して記憶している、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離Ｄｎと、当該主供給ノズルの軸心と前記支持台の上面との間の高さＨｎとの関係に基づく均一堆積可能範囲を表わす均一堆積マップをさらに読み出し、前記Ｄｐ，前記Ｈｐ，前記Ｈｓの値に基づいて、読み出した前記均一堆積マップの均一堆積可能範囲と前記均一スパッタエッチングマップの均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、前記Ｈ及び前記Ｈｎの値を求めると共に、前記Ｄｎの値を求めたら、上記Ｄｎの値となるように、前記主供給ノズル調整手段を制御して前記主供給ノズルを調整することを特徴とする。
【００１１】
第三番目の発明に係るプラズマ処理装置は、円筒状をなす真空チャンバと、前記真空チャンバに連結された排気手段と、前記真空チャンバ内に配設されて基板を支持する支持台と、前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて主原料ガスを送給する主供給ノズルと、前記真空チャンバ内の前記支持台よりも上方に配設されて当該真空チャンバの軸心部分へ先端を向けて副原料ガス及び希ガスを送給する副供給ノズルと、前記真空チャンバの上部に当該真空チャンバと同軸をなすように配設されたリング状をなす高周波アンテナと、前記高周波アンテナに接続されて当該高周波アンテナから電磁波を出力させるアンテナ用給電手段と、前記支持台内に配設されたバイアス電極板と、前記バイアス電極板に接続されて前記基板に自己バイアス電位を生じさせる高周波バイアス給電手段とを備えているプラズマ処理装置であって、前記高周波アンテナが、径サイズの異なる複数のものからなると共に、前記アンテナ用給電手段が、前記高周波アンテナのうちの選択したもののみに給電できるものであり、前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、上記基板のサイズに対応して記憶している、前記高周波アンテナに沿って生成するリング状の高密度プラズマ領域の外径と内径との間の中心の径サイズＤｐと、当該高密度プラズマ領域の当該中心と前記真空チャンバ内のプラズマ拡散領域の下部との間の高さＨとの関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲を表わす均一スパッタエッチングマップを読み出し、これと併せて、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前記高密度プラズマ領域の前記中心と前記真空チャンバの内部上面との間の高さＨｐを求めると共に、前記真空チャンバの内圧及び前記基板に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記プラズマ拡散領域の下部と前記支持台の上面との間の高さＨｓを求めることにより、前記Ｈの値を求め、上記Ｈの値に基づいて、読み出した前記マップから均一スパッタエッチング可能範囲となる前記Ｄｐの値を求めた後、上記Ｄｐの値から、前記真空チャンバの内圧及び前記高周波アンテナから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、使用する前記高周波アンテナの径サイズＤａを求めたら、上記Ｄａの値に基づいて、使用する前記高周波アンテナを選定し、選定した当該高周波アンテナのみに給電するように前記アンテナ用給電手段を制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１２】
第四番目の発明に係るプラズマ処理装置は、第三番目の発明において、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離を変更させるように当該主供給ノズルを調整する主供給ノズル調整手段をさらに備えると共に、前記制御手段が、前記支持台に載置される前記基板のサイズを指示されると、上記基板のサイズに対応して記憶している、前記主供給ノズルの先端と前記真空チャンバの軸心との距離Ｄｎと、当該主供給ノズルの軸心と前記支持台の上面との間の高さＨｎとの関係に基づく均一堆積可能範囲を表わす均一堆積マップをさらに読み出し、前記Ｈ，前記Ｈｎの値に基づいて、読み出した前記均一堆積マップの均一堆積可能範囲と前記均一スパッタエッチングマップの均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、前記Ｄｐ及び前記Ｄｎの値を求めたら、上記Ｄｎの値となるように、前記主供給ノズル調整手段を制御して前記主供給ノズルを調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るプラズマ処理装置によれば、基板の表面に沿った方向に対して、生成反応物を均一量で堆積させつつ、生成反応物を均一量でスパッタエッチングすることが容易にできるので、基板の表面に沿った方向に対して被膜を均一な厚さで形成することが容易に実施でき、特に、基板の直径サイズが大型化するほど、その容易性を顕著に発現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るプラズマ処理装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
［第一番目の実施形態］
本発明に係るプラズマ処理装置の第一番目の実施形態を図１〜４に基づいて説明する。図１は、プラズマ処理装置の概略構成図、図２は、図１のプラズマ処理装置の要部の説明図、図３は、図１のプラズマ処理装置の制御装置に記憶されるマップ、図４は、プラズマ処理方法の手順を表すフロー図である。
【００１６】
図１に示すように、排気手段である排気ポンプ１１２を連結された円筒状をなす真空チャンバ１１１の内部下方には、昇降手段である昇降装置１２１が設けられている。昇降装置１２１には、基板１を支持する円板状の支持台１１３が前記真空チャンバ１１１と同軸をなすようにして取り付けられている。
【００１７】
真空チャンバ１１１の内部の前記支持台１１３よりも上方には、当該真空チャンバ１１１内部の軸心部分へ先端を向けてシラン（ＳｉＨ4）等の主原料ガス３を送給する主供給ノズル１１４が当該真空チャンバ１１１の周方向にわたって等間隔で複数配設されている。これら主供給ノズル１１４には、当該主供給ノズル１１４の先端と真空チャンバ１１１の軸心との間の距離を変更させるように、当該真空チャンバ１１１に対して当該主供給ノズル１１４を移動させることにより、当該主供給ノズル１１４を調整する主供給ノズル調整手段である移動装置１２２がそれぞれ設けられている。
【００１８】
上記主供給ノズル１１４よりも上方位置には、真空チャンバ１１１内部の軸心部分へ先端を向けて酸素（Ｏ2）等の副原料ガス４やアルゴン等の希ガス５を送給する副供給ノズル１１５が当該真空チャンバ１１１の周方向にわたって等間隔で複数取り付けられている。
【００１９】
真空チャンバ１１の天井の上部には、渦巻き状に曲折されたリング状をなす高周波アンテナ１６が当該真空チャンバ１１と同軸をなすようにして複数配設されている。高周波アンテナ１１６には、整合器１１７ａを介して高周波電源１１７が接続している。前記支持台１１３の内部には、円板状をなすバイアス電極板１１８が配設されている。バイアス電極板１１８には、整合器１１９ａを介して高周波バイアス電源（ＬＦ電源）１１９が接続している。
【００２０】
前記排気ポンプ１１２、前記高周波電源１１７、前記高周波バイアス電源１１９、前記昇降装置１２１、前記移動装置１２２は、制御装置１２３の出力部に電気的に接続している。制御装置１２３の入力部には、情報を入力する入力装置１２４が電気的に接続しており、当該制御装置１２３は、入力装置１２４から入力された情報等に基づいて、前記排気ポンプ１１２、前記高周波電源１１７、前記高周波バイアス電源１１９、前記昇降装置１２１、前記移動装置１２２を制御することができるようになっている（詳細は後述する。）。
【００２１】
なお、本実施形態では、高周波電源１１７、整合器１１７ａ等によりアンテナ用給電手段を構成し、高周波バイアス電源１１９、整合器１１９ａ等により高周波バイアス給電手段を構成し、制御装置１２３、入力装置１２４等により制御手段を構成している。
【００２２】
このような本実施形態に係るプラズマ処理装置１００を使用して、半導体ウエハ上に形成されたアルミニウム配線を絶縁性の被膜（ＳｉＯ2）で包囲するような場合のプラズマ処理方法を次に説明する。
【００２３】
図４に示すように、基板（半導体ウエハ）１を支持台１１３上に位置決め固定して、基板１のサイズ（直径Ｄｗ及び厚さＨｗ）を前記入力装置１２４により制御装置１２３に入力すると（Ｓ１１）、制御装置１２３は、基板１のサイズに対応して記憶している、主供給ノズル１１４の先端と真空チャンバ１１１の軸心との距離Ｄｎ（図２参照）と、当該主供給ノズル１１４の軸心と支持台１１３の上面との間の高さＨｎ（図２参照）との関係に基づく均一堆積可能範囲を表わす均一堆積マップ（図３（ａ）参照）を読み出すと共に、基板１のサイズに対応して記憶している、高周波アンテナ１１６に沿って生成するリング状の高密度プラズマ領域Ｐｈの外径と内径との間の中心の径サイズＤｐ（図２参照）と、当該高密度プラズマ領域Ｐｈの当該中心と真空チャンバ１１１内のプラズマ拡散領域Ｐｓの下部との間の高さＨ（図２参照）との関係に基づく均一スパッタエッチング可能範囲を表わす均一スパッタエッチングマップ（図３（ｂ）参照）を読み出す（Ｓ１２）。
【００２４】
これと併せて、制御装置１２３は、基板１のサイズに対応して設定される、真空チャンバ１１１の内圧及び高周波アンテナ１１６から生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前記高密度プラズマ領域Ｐｈの前記中心と真空チャンバ１１１の内部上面との間の高さＨｐ（図２参照）を求めると共に（前記Ｈｐは、前記内圧の大きさと反比例の関係にあり、前記周波数と反比例の関係にある。）、前記Ｄｐの値を求める（前記Ｄｐは、前記内圧の大きさと反比例の関係にあり、前記周波数と比例関係、すなわち、前記高周波アンテナ１１６のインピーダンスによって決まる当該高周波アンテナ１１６に流れる電流の大きさと比例関係にある。）一方、基板１のサイズに対応して設定される、真空チャンバ１１１の内圧及び基板１に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記プラズマ拡散領域Ｐｓの下部と支持台１１３の上面との間の高さ（シース厚さ）Ｈｓ（図２参照）を求める（前記Ｈｓは、前記内圧の大きさと反比例の関係にあり、前記自己バイアス電位の大きさと比例関係にある。）（Ｓ１３）。
【００２５】
このようにして求められた前記Ｄｐ，前記Ｈｐ，前記Ｈｓの値に基づいて、制御装置１２３は、読み出した前記マップの均一堆積可能範囲と均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、高密度プラズマ領域Ｐｈによる基板１へのダメージ発生領域Ｐｗを除いて、均一性を最も高めることができる前記Ｈ及び前記Ｈｎの値を求めると共に、前記Ｄｎの値を求める（Ｓ１４）。
【００２６】
続いて、制御装置１２３は、上記Ｄｎの値となるように、前記移動装置１２２を制御して前記主供給ノズル１１４を移動させると共に（Ｓ１５）、上記Ｈの値となるように、前記昇降装置１２１を制御して前記支持台１１３を昇降させる（Ｓ１６）。
【００２７】
このようにして設定が行われると、制御装置１２３は、排気ポンプ１１２を作動して真空チャンバ１１１内を所定値まで減圧し、前記高周波電源１１７及び高周波バイアス電源１１９を作動させ、前記供給ノズル１１４，１１５から前記ガス３〜５を供給することにより、当該ガス３〜５が、前記高周波アンテナ１１６からの電磁波によりプラズマ化すると共に、前記基板１に生じている自己バイアス電位により支持台１１３の基板１上に引き込まれ、主原料ガス（ＳｉＨ4）３と副原料ガス（Ｏ2）４との反応生成物（ＳｉＯ2）が基板１上に堆積して被膜２を形成する一方、プラズマ化した希ガス５が、基板１のアルミニウム配線間上に突出堆積した被膜２をスパッタエッチングすることにより、基板１のアルミニウム配線間に空隙を生じさせることなく被膜２を形成する。これにより、基板１にプラズマ処理が施される（Ｓ１７）。
【００２８】
このとき、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００は、上述した通り、均一堆積可能範囲と均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲となるように、基板１のサイズに対応して、前記主供給ノズル１４の先端位置及び前記支持台１３の高さ位置が設定されるので、基板１の表面に沿った方向に対して、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量で堆積させつつ、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量でスパッタエッチングすることができる。
【００２９】
したがって、本実施形態に係るプラズマ処理装置１００によれば、基板１の表面に沿った方向に対して被膜２を均一な厚さで形成することが容易に実施でき、特に、基板１の直径サイズが大型化するほど、その容易性を顕著に発現することができる。
【００３０】
［第二番目の実施形態］
本発明に係るプラズマ処理装置の第二番目の実施形態を図５〜７に基づいて説明する。図５は、プラズマ処理装置の概略構成図、図６は、図５のプラズマ処理装置の要部の説明図、図７は、プラズマ処理方法の手順を表すフロー図である。なお、前述した第一番目の実施形態と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した第一番目の実施の形態での説明と重複する説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、真空チャンバ１１１の内部の床面上には、基板１を支持する円柱状の支持台２１３が当該真空チャンバ１１１と同軸をなすようにして配設されている。真空チャンバ１１１の天井の上部には、径サイズの異なる複数のリング状の高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆが当該真空チャンバ１１１と同軸をなすようにして配設されている。これら高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆは、整合器２１７ａ〜２１７ｆを介して高周波電源２１７に接続している。この高周波電源２１７は、制御装置２２３の出力部に電気的に接続しており、当該制御装置２２３は、選択した高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆのみに高周波電源２１７から給電させることができるようになっている。
【００３２】
つまり、前述した第一番目の実施形態に係るプラズマ処理装置１００では、昇降装置１２１に支持台１１３を設けて昇降できるようにすると共に、単一の高周波アンテナ１１６を用いるようにしたが、本実施形態に係るプラズマ処理装置２００では、径サイズの異なる複数のリング状の高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆを設けて選択的に給電できるようにすると共に、真空チャンバ１１１に対して固定載置した支持台２１３を用いるようにしたのである。
【００３３】
なお、本実施形態では、高周波電源２１７、整合器２１７ａ〜２１７ｆ等によりアンテナ用給電手段を構成し、制御装置２２３、前記入力装置１２４等により制御手段を構成している。
【００３４】
このような本実施形態に係るプラズマ処理装置２００を使用するプラズマ処理方法を次に説明する。
【００３５】
図７に示すように、基板（半導体ウエハ）１を支持台２１３上に位置決め固定して、基板１のサイズ（直径Ｄｗ及び厚さＨｗ）を入力装置１２４により制御装置２２３に入力すると（Ｓ１１）、制御装置２２３は、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、基板１のサイズに対応して記憶している前記マップ（図３（ａ），（ｂ）参照）を読み出す（Ｓ１２）。
【００３６】
これと併せて、制御装置２２３は、基板１のサイズに対応して設定される、真空チャンバ１１１の内圧及び高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆから生じさせる電磁波の周波数に基づいて、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、前記Ｈｐ（図６参照）を求めると共に、基板１のサイズに対応して設定される、真空チャンバ１１１の内圧及びバイアス電極板１１８に生じさせる自己バイアス電位の大きさに基づいて、前記Ｈｓ（図６参照）を求めることにより、前記Ｈ（図６参照）の値を求める（Ｓ２３）。なお、前記Ｈｎ（図６参照）の値は一定である。
【００３７】
このようにして求められた前記Ｈ及び前記Ｈｎの値に基づいて、制御装置２２３は、読み出した前記マップの均一堆積可能範囲と均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲から、均一性を最も高めることができる前記Ｄｎ及び前記Ｄｐの値を求める（Ｓ２４）。
【００３８】
続いて、制御装置２２３は、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、求められた上記Ｄｎの値となるように、前記移動装置１２２を制御して前記主供給ノズル１１４を移動させる（Ｓ１５）。
【００３９】
また、制御装置２２３は、基板１のサイズに対応して設定される、真空チャンバ１１１の内圧及び高周波アンテナ１１６から生じさせる電磁波の周波数に基づいて、上記Ｄｐの値から、使用する高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆの径サイズＤａ（図６参照）を求める（前記Ｄｐは、前記内圧の大きさと反比例の関係にあり、前記周波数と比例関係、すなわち、前記高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆのインピーダンスによって決まる当該高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆに流れる電流の大きさと比例関係にあると共に、前記Ｄａの値と比例関係にある。）（Ｓ２６−１）。
【００４０】
そして、制御装置２２３は、求められた上記Ｄａの値に基づいて、使用する高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆを選定し、選定した高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆのみに給電するように前記高周波電源２１７を制御する（Ｓ２６−２）。
【００４１】
このようにして設定が行われると、以下、制御装置２２３が前述した第一番目の実施形態の場合と同様に作動して、基板１にプラズマ処理が施される（Ｓ１７）。
【００４２】
つまり、前述した第一番目の実施形態に係るプラズマ処理装置１００では、均一堆積可能範囲と均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲となるように、基板１のサイズに対応して、前記主供給ノズル１１４の先端位置及び前記支持台１１３の高さ位置を設定するようにしたが、本実施形態に係るプラズマ処理装置２００では、均一堆積可能範囲と均一スパッタエッチング可能範囲とが重なる範囲となるように、基板１のサイズに対応して、前記主供給ノズル１１４の先端位置及び使用する前記高周波アンテナ２１６ａ〜２１６ｆを設定するようにしたのである。
【００４３】
このため、本実施形態に係るプラズマ処理装置２００においては、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、基板１の表面に沿った方向に対して、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量で堆積させつつ、生成反応物（ＳｉＯ2）を均一量でスパッタエッチングすることができる。
【００４４】
したがって、本実施形態に係るプラズマ処理装置２００によれば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、基板１の表面に沿った方向に対して被膜２を均一な厚さで形成することが容易に実施でき、特に、基板１の直径サイズが大型化するほど、その容易性を顕著に発現することができる。
【００４５】
［他の実施形態］
なお、前述した第一、二番目の実施形態では、移動装置１２２により、真空チャンバ１１１に対して主供給ノズル１１４を移動させて、主供給ノズル１１４の先端と真空チャンバ１１１の軸心との間の距離を変更させるように主供給ノズル１１４を調整するようにしたが、例えば、移動装置１２２を省略し、長さの異なる複数の着脱可能な主供給ノズルを用意することにより、真空チャンバに対して主供給ノズルを交換して、主供給ノズルの先端と真空チャンバの軸心との間の距離を変更させるように主供給ノズルを調整することも可能である。
【００４６】
さらに、基板１の直径サイズ等の諸条件から、基板１の表面に沿った方向に対して、生成反応物を均一量で堆積させることが比較的容易にできるような場合には、主供給ノズルの先端と真空チャンバの軸心との間の距離を予め設定した値で主供給ノズルを固定して設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るプラズマ処理装置は、基板の表面に沿った方向に対して被膜を均一な厚さで形成することが容易に実施でき、特に、基板の直径サイズが大型化するほど、その容易性を顕著に発現することができることから、産業上、極めて有益に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置の第一番目の実施形態の概略構成図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置の要部の説明図である。
【図３】図１のプラズマ処理装置の制御装置に記憶されるマップである。
【図４】プラズマ処理方法の手順を表すフロー図である。
【図５】本発明に係るプラズマ処理装置の第二番目の実施形態の概略構成図である。
【図６】図５のプラズマ処理装置の要部の説明図である。
【図７】プラズマ処理方法の手順を表すフロー図である。
【図８】従来のプラズマ処理装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  基板
２  被膜
３  主原料ガス
４  副原料ガス
５  希ガス
１００  プラズマ処理装置
１１１  真空チャンバ
１１２  排気ポンプ
１１３  支持台
１１４  主供給ノズル
１１５  副供給ノズル
１１６  高周波アンテナ
１１７  高周波電源
１１７ａ  整合器
１１８  バイアス電極板
１１９  高周波バイアス電源（ＬＦ電源）
１１９ａ  整合器
１２１  昇降装置
１２２  移動装置
１２３  制御装置
１２４  入力装置
２００  プラズマ処理装置
２１３  支持台
２１６ａ〜２１６ｆ  高周波アンテナ
２１７  高周波電源
２１７ａ〜２１７ｆ  整合器
２２３  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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